Следы полярных медведей: ДНК из снежных отпечатков поможет мониторить угрожаемые виды
Полярные медведи — символы Арктики, неуловимые и уязвимые. Детальный мониторинг их популяций критически важен для сохранения, но из-за сложности обнаружения этих животных не хватает ключевых данных о численности и связности популяций. Учёные разработали новый инструмент: анализ ДНК из клеток кожи, оставленных в следах медведей на снегу.
"Найти белых медведей в Арктике — сложная, дорогая и трудоёмкая задача, не говоря уже об их подсчёте и понимании того, как они справляются с изменением климата", — сказала доктор Мелани Ланкастер из Глобальной арктической программы Всемирного фонда дикой природы, старший автор исследования в Frontiers in Conservation Science.
Каждый контакт оставляет след
Учёные вдохновились криминалистическими методами работы с крошечными, деградировавшими образцами ДНК. Эти методы не требуют физического отлова медведей, что является стрессовым и опасным для обеих сторон и вызывает обеспокоенность у некоторых местных коренных сообществ. Вместо этого можно анализировать источники ДНК, оставленной в окружающей среде (environmental DNA).
"Многие инуиты выражают озабоченность по поводу инвазивных методов исследований", — отметила Элизабет Крюгер из WWF, соавтор статьи. "Людей беспокоит благополучие отдельного медведя, а также здоровье и безопасность людей, которые могут добыть этого медведя позже. Это одна из причин нашего энтузиазма по поводу новых методов — сборщику образцов даже не нужно видеть медведя или быть им увиденным".
Распространённый источник environmental DNA — экскременты животных. Однако качество такой ДНК не всегда достаточно для анализа на уровне особи, необходимого для сохранения вида. Кроме того, для территориальных животных, таких как рыси и снежные барсы (два других вида в исследовании), сбор фекалий может повлиять на их поведение. Поэтому исследователи обратились к клеткам кожи в снежных следах.
"Следы обычно содержат свежие клетки, а ДНК в них остаётся неповреждённой благодаря низкой 'температуре хранения'. ДНК, прошедшая через кишечник, гораздо более деградирована, и с ней сложнее работать", — пояснила доктор Микаэла Хелльстрём из MIX Research Sweden AB, ведущий автор.
По следам животных
Учёные собрали снег из индивидуальных следов аляскинских белых медведей и шведских евразийских рысей в дикой природе и в неволе, а также из следов содержащегося в неволе снежного барса. Дополнительные образцы (шерсть, слюна, слизь) подтвердили, что следы дают точные генотипы.
Всего было отобрано 24 следа диких белых медведей и 44 следа диких рысей. Исследователи растопили и профильтровали снег для сбора environmental DNA, а затем провели анализ микросателлитов. Хотя концентрация ДНК из следов, отобранных в дикой природе, была очень низкой, ядерную ДНК удалось извлечь из 87,5% следов диких белых медведей и 59,1% следов диких рысей. 13 образцов от белых медведей удалось генотипировать, выявив 12 разных особей.
Генотипировать удалось только 11% следов рыси, но при рассмотрении только следов, отобранных обученным персоналом, этот показатель значительно вырос. Ядерную ДНК извлекли из 76% таких образцов, а генотипировать удалось 24% из них.
Неконтактный подход
Этот метод обладает огромным потенциалом для информирования природоохранных мер, лучшего понимания популяций и поведения животных, а также управления конфликтами с человеком за счёт точной идентификации особей. Хотя у бесконтактного отбора проб процент успеха ниже, лёгкость сбора позволяет значительно увеличить размеры выборок.
"Мы надеемся, что этот метод будет принят научным сообществом, изучающим белых медведей, при участии охотников, волонтёров и коренных народов, как новый способ сбора информации", — сказала Ланкастер. "Мы также надеемся, что метод будет расширен на других животных, обитающих в заснеженных средах — мы показали, что он работает для рыси и снежного барса для начала".